,高中物理课件,灿若寒星整理制作,高中物理课件灿若寒星整理制作,1,第四章牛顿运动定律,第三节牛顿第二定律,第四章牛顿运动定律第三节牛顿第二定律,2,利用视频,王亚平演示太空测量物体质量实验,的内容。王亚平太空测物体质量实验既能够激发学生的学习兴趣，又能够增强学生的爱国热情。太空中称体重的原理是什么？为什么与在地球上测体重的方法不同？本节课就来回答这个问题，我们学习,牛顿第二定律,。导入新课。,对牛顿第二定律的理解与应用是本节课的重点也是难点，可见从牛顿第二定律的矢量性、同体性、瞬时性等六个不同角度出发讲解了对牛顿第二定律的理解，并配有相应的例题。而力的单位牛顿的确定比较抽象，学生理解有一定难度。牛顿第二定律的应用是本节课的教学难点，课件设计了比较多的典例探究和课堂检测进行重点练习，以加深学生的理解。最后，再设计,4,个课堂检测题，来检测学生掌握的情况，发现存在的问题。,利用视频王亚平演示太空测量物体质量实验的内容。王亚平太空,3,1.,掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。,2.,理解公式中各物理量的意义及相互关系。,3.,知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。,4.,会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。,学习重点：牛顿第二定律的理解与应用。,学习难点：,1.,牛顿第二定律公式的理解。,2.,理解,k,=1,时，,F,=,ma,。,1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。,4,),A.剪断,P,处瞬间，,a,A,=0,，,a,B,=,g,B.剪断,P,处瞬间，,a,A,=,g,，,a,B,=0,C.剪断,Q,处瞬间，,a,A,=0,，,a,B,=0,D.剪断,Q,处瞬间，,a,A,=,2,g,，,a,B,=,g,C,例1.如图所示，将质量均为m的小球A、B用绳(不可伸长)和弹,10,5.,独立性,：对受多个力作用的物体，在应用牛顿第二定律时，每一个力都能独自产生加速度，并且任意方向均满足,F,ma,。若在两个相互垂直的方向上进行正交分解，在分解时，既可以分解力，也可以分解加速度，且对应方向上的力产生对应的加速度，即：,F,x,=,a,x,，,F,y,=,a,y,。,5.独立性：对受多个力作用的物体，在应用牛顿第二定律时，每一,11,例,2.,为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么,:,(1),匀速阶段，顾客受到几个力？,(2),加速阶段，加速度方向如何？此时顾客受几个力？,两个,沿斜面向上,3,个,F,N,F,f,G,例2.为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时,12,在中学物理中，物体的运动如果没有明确说明，一般取地面为参考系。,6.,局限性,：牛顿第二定律仅适用于惯性参考系中宏观、低速运动的物体，不能用来处理微观粒子和高速物体的运动。,在中学物理中，物体的运动如果没有明确说明，一般取地面为参考系,13,牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？,牛顿第一定律是研究力学的出发点，是不能用牛顿第二定律代替的，也即不是牛顿第二定律的特例。,牛顿第一定律,1.,定性定义了力的概念,2.,定义了惯性的概念,3.,定义了惯性系的概念,4.,定性力和运动的关系,牛顿第二定律,是在力的定义的基础上建立的。,牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？牛顿第一定律是研究力学的,14,用牛顿第二定律解题的一般步骤,1.,确定研究对象是哪个物体,;,2.,对这个物体进行受力分析,;,3.,建立直角坐标系、规定正方向、求合力,F,合,;,4.,统一单位,;,5.,根据牛顿第二定律列方程,;,6.,注意解题的规范化。,用牛顿第二定律解题的一般步骤1.确定研究对象是哪个物体;,15,汽车重新加速时的受力情况,汽车减速时受力情况,G,F,N,F,阻,F,阻,F,F,N,G,例,3.,某质量为,1100kg,的汽车在平直路面上试车，当达到,100km/h,的速度时关闭发动机，经过,70s,停下来。汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为,2000N,，产生的加速度应为多大？,(,假定试车过程中汽车受到的阻力不变,),GFNF阻F阻FFNG例3.某质量为1100kg的汽车在平直,16,解：(1)汽车在减速过程:,v,0,=100km,/,h27.8m,/,s，,v,=,0，,t,=70s,根据,a,(,v,v,0,)/,t,得:,加速度,a,1,0.397m,/,s,2,，方向向后,根据牛顿第二定律得:,受到的阻力,F,f,ma,1,437N,方向向后。,(2),汽车,重新启动时:,牵引力,F,=2000N，根据牛顿第二定律得:,加速度,a,2,=(,F,F,f,)/,m,1.42m,/,s,2,，方向向前。,解：(1)汽车在减速过程:(2)汽车重新启动时:,17,正交分解法,平行四边形法,F,1,F,2,O,F,x,y,O,F,1,F,2,有没有其他方法？,O,F,1,F,2,a,2,a,1,a,例,4.,一个物体，质量是,4kg,，受到互成,120,角的两个力,F,1,和,F,2,的作用。这两个力的大小都是,20N,，这个物体的加速度是多少？,F1F2OFxyOF1F2有没有其他方法？OF1F2a2a1,18,x,y,O,F,1,F,2,解：如图，可知：,F,1,x,=,F,1,cos60,，,F,1,y,=,F,1,sin60,F,2,x,=,F,1,cos60,，,F,2,y,=,F,1,sin60,F,1,y,=,F,2,y,所以,F,合,=,F,1,x,+,F,2,x,=10N,由,F,=,ma,得,a,=,F,合,/,m,=5m/s2,方向与,F,合,相同，即,F,1,、,F,2,沿角平分线的方向。,xyOF1F2解：如图，可知：,19,力学问题中，如果知道物体的受力情况和加速度，就可以测出物体的质量，就是说，质量可以用动力学的方法来测定。下面是用动力学的方法测定质量的一个有趣的题目：,1966,年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时，用双子星号宇宙飞船,m,1,，去接触正在轨道上运行的火箭组,m,2,，接触后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速,(,如图,),。推进器的平均推力,F,等于,895N,，推进器开动,7s,，测出飞船和火箭组的速度改变是,0.91m/s,。已知双子星号宇宙飞船的质量,m,1,3400kg,，求火箭组的质量,m,2,。,用动力学方法测质量,m,1,m,2,F,a,力学问题中，如果知道物体的受力情况和加速度，就可以测出物体的,20,解：整体运动的加速度,a,=,v,/,t,=0.91/7=0.13m/s,2,根据牛顿第二定律得：,a,=,F,/(,m,1,+,m,2,),则,m,2,=,F,/,am,1,=895/0.133400=3484.6kg,。,实际上，火箭组的质量,m,2,已经事先测出，为,3660kg,，与动力学方法测得的结果相差不到,5%,，正在预期的误差范围之内。这次实验的目的是要发展一种技术，找出测定轨道中人造天体质量的方法。,解：整体运动的加速度实际上，火箭组的质量m2已经事先测出，,21,1.,内容,2.,数学表达式：,F,=,ma,3.,力的单位：,N,4.,理解：,(1),矢量性,(2),同体性,(3),统一性,(4),瞬时性,(5),独立性,(6),局限性,5.,利用牛顿第二定律解题的步骤,1.内容,22,CD,1.,在牛顿第二定律,F,=,kma,中，有关比例系数,k,的下列说法，正确的是,(),A.,在任何情况下,k,都等于,1,B.,k,的数值是由质量、加速度和力的大小决定的,C.,k,的数值是由质量、加速度和力的单位决定的,D.,在国际单位制中，,k,=1,CD1.在牛顿第二定律F=kma中，有关比例系数k的下列说法,23,B,2.,静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，则在力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是,(),A.,物体立即获得加速度和速度,B.,物体立即获得加速度，但速度仍为零,C.,物体立即获得速度，但加速度仍为零,D.,物体的速度和加速度均为零,B2.静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，则在力刚开,24,3.,如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是,(),A.,小球刚接触弹簧瞬间速度最大,B.,从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上,C.,从小球接触弹簧到到达最低点，小球的,速度先增大后减小,D.,从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大,CD,思考,:,反弹时什么位置球与弹簧脱离,?,(,原长位置,),3.如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方,25,4.,如图所示，位于水平地面上的质量为,M,的小木块，在大小为,F,、方向与水平方向成,角的拉力作用下沿地面做加速运动，若木块与地面之间的动摩擦因数为,，则木块的加速度为多少？,4.如图所示，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、,26,解析：取,M,为研究对象，其受力情况如图所示，在竖直方向合力为零，即,F,sin,F,N,Mg,在水平方向由牛顿第二定律得,F,cos,F,N,Ma,解析：取M为研究对象，其受力情况如图所示，在竖直方向合力为零,27,